Амино-силиконовая эмульсия
Аминосиликоновая эмульсия широко используется в текстильной промышленности. В качестве силиконового аппретирующего средства, используемого в текстильной промышленности, в основном используются аминосиликоновые эмульсии, такие как диметилсиликоновая эмульсия, водородсиликоновая эмульсия, гидроксисиликоновая эмульсия и т. д.
Итак, какие аминосиликоны вообще можно выбрать для разных тканей? Или какой аминосиликон следует использовать для сортировки разных волокон и тканей, чтобы добиться наилучших результатов?
● Для изделий из чистого хлопка и смешанных тканей, в основном с мягким прикосновением, можно выбрать аминосиликон с аммиачным числом 0,6;
● Ткань из чистого полиэстера, приятная на ощупь, может быть изготовлена из аминосиликона с показателем аммиака 0,3;
● Ткани из натурального шёлка, как правило, гладкие на ощупь и требуют высокого блеска. В качестве сглаживающего агента для повышения блеска обычно используется аминосиликон с аммиачным числом 0,3.
● Шерсть и смесовые ткани должны быть мягкими, гладкими, эластичными и иметь приятную текстуру, практически не меняя цвет. Для смешивания можно использовать аминосиликоны с содержанием аммиака 0,6 и 0,3, а также сглаживающие добавки для повышения эластичности и блеска.
● Кашемировые свитера и кашемировые ткани в целом приятнее на ощупь по сравнению с шерстяными тканями, и для них можно выбирать высококонцентрированные составы;
● Нейлоновые носки, гладкие на ощупь как основная характеристика, изготовлены из высокоэластичного аминосиликона;
● Акриловые одеяла, акриловые волокна и смесовые ткани на их основе в основном мягкие и требуют высокой эластичности. Для обеспечения эластичности можно использовать аминосиликоновое масло с аммиачным числом 0,6.
● Ткани из конопли, в основном гладкие, в основном выбирают аминосиликон с аммиачным числом 0,3;
● Искусственный шелк и хлопок в основном мягкие на ощупь, следует выбирать аминосиликон с показателем аммиака 0,6;
● Ткань с пониженным содержанием полиэстера, в основном для улучшения ее гидрофильности, можно выбрать модифицированный полиэфиром силикон и гидрофильный аминосиликон и т. д.
1.Характеристики аминосиликона
Аминосиликон обладает четырьмя важными параметрами: аммиачным числом, вязкостью, реакционной способностью и размером частиц. Эти четыре параметра в основном отражают качество аминосиликона и существенно влияют на внешний вид обработанной ткани. Например, на ощупь, белизну, цвет и лёгкость эмульгирования силикона.
① Значение аммиака
Аминосиликон придает тканям различные свойства, такие как мягкость, гладкость и пышность, в основном благодаря аминогруппам в полимере. Содержание аминогрупп можно представить с помощью аммиачного числа, которое относится к миллилитрам соляной кислоты с эквивалентной концентрацией, необходимой для нейтрализации 1 г аминосиликона. Таким образом, аммиачное число прямо пропорционально молярному проценту содержания аминогрупп в силиконовом масле. Чем выше содержание аминогрупп, тем выше аммиачное число и тем мягче и глаже текстура готовой ткани. Это связано с тем, что увеличение количества аминофункциональных групп значительно увеличивает их сродство к ткани, образуя более упорядоченную молекулярную структуру и придавая ткани мягкую и гладкую текстуру.
Однако активный водород в аминогруппе склонен к окислению с образованием хромофоров, вызывая пожелтение или лёгкое пожелтение ткани. В случае той же аминогруппы, очевидно, что с увеличением содержания аминогруппы (или аммиачного числа) вероятность окисления возрастает, и пожелтение становится интенсивным. С увеличением аммиачного числа увеличивается полярность молекулы аминосиликона, что создаёт благоприятные условия для эмульгирования аминосиликонового масла и позволяет получить микроэмульсию. Выбор эмульгатора, а также размер и распределение частиц в эмульсии также зависят от аммиачного числа.
① Вязкость
Вязкость связана с молекулярной массой и молекулярно-массовым распределением полимеров. В общем, чем выше вязкость, тем больше молекулярная масса аминосиликона, тем лучше пленкообразующие свойства на поверхности ткани, тем мягче она на ощупь и тем глаже гладкость, но тем хуже проницаемость. Особенно в туго скрученных тканях и тканях с тонким нитевидным волокном аминосиликону трудно проникать внутрь волокон, что влияет на эксплуатационные характеристики ткани. Слишком высокая вязкость также ухудшит стабильность эмульсии или затруднит приготовление микроэмульсии. Как правило, эксплуатационные характеристики продукта нельзя регулировать только вязкостью, но часто они балансируются значением аммиака и вязкостью. Обычно низкие значения аммиака требуют высокой вязкости, чтобы сбалансировать мягкость ткани.
Следовательно, для ощущения гладкости на ощупь требуется модифицированный аминосиликон с высокой вязкостью. Однако во время мягкой обработки и выпекания некоторые аминосиликоны сшиваются, образуя пленку, тем самым увеличивая молекулярную массу. Поэтому начальная молекулярная масса аминосиликона отличается от молекулярной массы аминосиликона, который в конечном итоге образует пленку на ткани. В результате гладкость конечного продукта может значительно различаться при обработке одного и того же аминосиликона в различных условиях процесса. С другой стороны, аминосиликон с низкой вязкостью также может улучшить текстуру тканей путем добавления сшивающих агентов или регулирования температуры выпекания. Аминосиликон с низкой вязкостью увеличивает проницаемость, а благодаря сшивающим агентам и оптимизации процесса можно объединить преимущества аминосиликонов с высокой и низкой вязкостью. Диапазон вязкости типичного аминосиликона составляет от 150 до 5000 сантипуаз.
Однако следует отметить, что распределение молекулярной массы аминосиликона может оказывать большее влияние на эксплуатационные характеристики продукта. Низкомолекулярный силикон проникает в волокно, в то время как высокомолекулярный силикон распределяется по его внешней поверхности, так что аминосиликон обволакивает волокно как изнутри, так и снаружи, придавая ткани мягкость и гладкость. Однако проблема может заключаться в том, что при слишком большой разнице в молекулярной массе может пострадать стабильность микроэмульсии.
① Реакционная способность
Реактивный аминосиликон может самоорганизоваться в процессе отделки, и чем выше степень сшивки, тем выше гладкость, мягкость и пышность ткани, особенно с точки зрения повышения эластичности. Конечно, при использовании сшивающих агентов или при более высоких условиях выпекания обычный аминосиликон также может увеличить степень сшивки и, следовательно, улучшить упругость. Чем выше аммиачное число, тем выше степень сшивки и эластичность аминосиликона с гидроксильными или метиламиногруппами.
②Размер частиц микроэмульсии и электрический заряд эмульсии
Размер частиц эмульсии аминосиликона мал, обычно менее 0,15 мкм, поэтому эмульсия находится в термодинамически стабильном состоянии дисперсии. Ее стабильность при хранении, термостабильность и устойчивость к сдвигу превосходны, и она, как правило, не разрушает эмульсию. В то же время малый размер частиц увеличивает площадь поверхности частиц, значительно улучшая вероятность контакта между аминосиликоном и тканью. Увеличивается поверхностная адсорбционная способность, улучшается однородность и улучшается проницаемость. Поэтому легко образуется сплошная пленка, что улучшает мягкость, гладкость и полноту ткани, особенно для тканей с тонким волокном. Однако, если распределение размера частиц аминосиликона неравномерно, стабильность эмульсии будет сильно затронута.
Заряд аминосиликоновой микроэмульсии зависит от эмульгатора. Как правило, анионные волокна легко адсорбируют катионный аминосиликон, тем самым улучшая эффективность обработки. Адсорбция анионной эмульсии затруднена, а адсорбционная способность и однородность неионогенной эмульсии выше, чем у анионной. Если отрицательный заряд волокна невелик, влияние различных зарядовых свойств микроэмульсии будет значительно снижено. Поэтому химические волокна, такие как полиэстер, адсорбируют различные микроэмульсии с разным зарядом, и их однородность выше, чем у хлопковых волокон.
1. Влияние аминосиликона и различных свойств на тактильные ощущения от тканей
① Мягкость
Хотя характеристики аминосиликона значительно улучшаются благодаря связыванию функциональных аминогрупп с тканями и упорядоченному расположению силикона, что придает тканям мягкость и гладкость, однако фактический эффект отделки во многом зависит от природы, количества и распределения функциональных аминогрупп в аминосиликоне. В то же время, формула эмульсии и средний размер частиц эмульсии также влияют на мягкость ткани. Если вышеуказанные факторы влияния достигнут идеального баланса, мягкий стиль отделки ткани достигнет своего оптимального значения, который называется «супермягким». Аммиачное число обычных аминосиликоновых смягчителей обычно находится в диапазоне от 0,3 до 0,6. Чем выше аммиачное число, тем равномернее распределены аминофункциональные группы в силиконе и тем мягче ткань на ощупь. Однако, когда аммиачное число превышает 0,6, мягкость ткани на ощупь существенно не увеличивается. Кроме того, чем меньше размер частиц эмульсии, тем лучше адгезия эмульсии и тем мягче ткань на ощупь.
② Приятное ощущение на ощупь
Благодаря очень низкому поверхностному натяжению силиконового компаунда, микроэмульсия аминосиликона легко наносится на поверхность волокна, создавая ощущение гладкости. Как правило, чем меньше аммиачное число и больше молекулярная масса аминосиликона, тем выше гладкость. Кроме того, силикон с концевыми аминогруппами может образовывать очень чёткую направленную структуру, поскольку все атомы кремния в звеньях цепи связаны с метильной группой, что обеспечивает превосходную гладкость на ощупь.
